اندازه گیری زوایای سه بعدی با استفاده از IMU مبتنی بر فناوری MEMS به وسیله فیلتر کالمن تطبیقی
- سال انتشار: 1398
- محل انتشار: فصلنامه پدافند الکترونیکی و سایبری، دوره: 7، شماره: 2
- کد COI اختصاصی: JR_PADSA-7-2_008
- زبان مقاله: فارسی
- تعداد مشاهده: 641
نویسندگان
دانشجوی دکتری دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران
استاد دانشکده مهندسی برق، دانشگاه علم و صنعت ایران
چکیده
اندازهگیری زوایای سهبعدی در تعداد زیادی از کاربردها از جمله سامانههای موقعیتیابی INS استفاده میشود .اندازهگیری زاویه در حسگر شتابسنج به دلیل اثر دیگر شتابها علاوه بر شتاب جاذبه با خطای زیادی همراه است. همچنین زاویه میتواند به وسیله انتگرال گرفتن از خروجی ژیروسکوپ بهدست آید، اما در عمل به خاطر مشکل دریفت در ژیروسکوپ، زاویه اندازهگیری از مقدار واقعی دور است که این مقدار خطا در طول زمان افزایش مییابد. در این مقاله، با استفاده از ترکیب ویژگیهای شتابسنج و ژیروسکوپ به وسیله یک فیلتر کالمن تطبیقی توانستهایم نقاط ضعف هر یک از این دو حسگر را بپوشانیم. بهمنظور تطبیقی کردن فیلتر مورد نظر از یک سامانه فازی استفاده شده است. در این سامانه فازی، ورودی خطای فرآیند است که اختلاف بین مقدار اندازه گیری و مقدار تخمین زده شده می باشد که باعث می گردد، فیلتر تطبیقی پیشنهاد شده، نسبت به نمونه های قبلی، خود را متناسب با شرایط استاتیکی و دینامیکی تنظیم کند تا بتواند اطلاعات خروجی حسگرها را به شکل مناسب ترکیب نماید. برای ارزیابی ساختار پیشنهاد شده، به صورت عملی آزمایشهای دینامیکی و استاتیکی بر روی یک IMU مبتنی بر فناوری MEMS انجام شده است. نتایج نشان میدهد که مقدار موثر خطای زاویه در طرح پیشنهادی نسبت به ساختار کالمن بدون تطبیق، دارای بهبودی در حدود 34٪ در حالت استاتیکی و حدود 3/34٪ و 8/29٪ بهترتیب در حالتهای دینامیکی چرخش حول محور Y و X است.کلیدواژه ها
IMU, MEMS, فیلتر کالمن تطبیقی, ترکیب حسگراطلاعات بیشتر در مورد COI
COI مخفف عبارت CIVILICA Object Identifier به معنی شناسه سیویلیکا برای اسناد است. COI کدی است که مطابق محل انتشار، به مقالات کنفرانسها و ژورنالهای داخل کشور به هنگام نمایه سازی بر روی پایگاه استنادی سیویلیکا اختصاص می یابد.
کد COI به مفهوم کد ملی اسناد نمایه شده در سیویلیکا است و کدی یکتا و ثابت است و به همین دلیل همواره قابلیت استناد و پیگیری دارد.